雅砻江中游某特大型滑坡基本特征及稳定性初步分析

摘要:雅砻江中游某特大型滑坡位于拟建水电站的上坝址和中坝址之间,滑坡规模巨大,约3 662万m3,目前坡体上有长达两百余米的长大裂缝,其对拟建工程具有重要的影响。现在深入调查滑坡基本特征的基础上,结合滑坡的发育条件分析了古滑坡的成因机制为滑移-拉裂型,现今的复活机理为蠕滑-拉裂型,进而探讨了复活区控制范围,最后结合滑坡的地貌特征、物质组成、结构特征和变形特征将滑坡分为3个亚区,并进行分区评价,定性分析和定量计算均表明:滑坡前部的C区在天然工况下处于基本稳定状态,暴雨工况下处于极限平衡状态,需采取一定工程措施方能保持工程安全,其成果可为拟建工程提供重要参考。

关键词:特大型滑坡;基本特征;稳定性评价

中图分类号:TU311.2文献标识码:A文章编号:1672-1683(2010)05-0092-03

Characteristics and Stability of a Large Landslide in the Yalong River

JI Feng1,ZHONG Hu-ping2,

(1.State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;

2.East China Investigation and Design Institute,Fujian Geotechnical Engineering Co.,Ltd,Nanchang 350002,China)

Abstract:A large landslide in Yalong River which was in the middle of two dam sites. As the landslide covered a huge of 3 662 × 104m3, and currently cracks with length of over 200 meters, which had an important impact to the proposed hydropower.Based on the investigated basic characteristic of landslide,we analyzed the formation mechanism of the ancient landslide and the deformation mechanism of the present combined with the conditions of landslide,and explored the range of deformation. Finally,we divided the landslide into three sub-areas, according to topography characteristics,material composition,structural characteristics and deformation characteristics of the landslides,and made the partition evaluation.Qualitative analysis and quantitative calculations showed that:the c area in the front of landslide was stable in natural condition,and which is the ultimate state in rain conditions,it was necessary to take engineering measures,the results could provide important reference for the proposed project.

Key words: large landslide;basic features;evaluation

田三滑坡为一特大型滑坡,位于雅砻江中游木里县境内,介于拟建水电站的上坝址和中坝址之间,距上坝址4.12 km,距中坝址1.2 km,目前滑坡体上有显著变形迹象,坡体上可见长大拉裂缝10余条,其中最长的近270 m,裂缝宽度30～200 cm,可见深度20～320 cm,由于滑坡规模巨大,加之工程区山势陡峭、水流湍急、河道狭窄,一旦失稳,不仅造成“二道坝”堵江而且将严重危及大坝及其他枢纽建筑的安全。因此,在全面了解滑坡体基本特征的基础上,分析古滑坡形成原因以及目前变形机理,确定潜在破坏范围是整体性还是局部性,对坝址选择和工程布置具有决定性的影响。

1 滑坡体基本特征

田三滑坡位于雅砻江中游,河流右岸,从平面上看,滑坡滑动方向略偏向江上游。滑坡东界为一基岩山梁,西界为崩坡积物覆盖(滑坡三维展示图见图1),滑坡东西宽约600 m,前后缘高差约700 m,南北长约1 600 m,总方量约为3 662万m3。

滑坡在地形上前陡后缓,以高程2 250 m为界,该高程以上坡度较缓,约15°～25°,2 250 m高程以下坡度较陡,约30°～35°。根据平洞和钻孔等大量勘探资料揭露,滑坡体物质自上而下可分为3层:表层的坡残积物(Q4e1+d1)、中部滑坡堆积(Qde13)、底部滑带,其中滑体物质根据成分及结构的差异可分为粉质黏土层和块石层,见图2。滑带在钻孔和平硐中均非常明显,为粉质黏土夹碎砾石,部分钻孔中碎石、砾石呈次磨圆-次棱角状,表面可见擦痕。滑坡下伏基岩为薄层浅灰色层大理岩,弱风化,局部夹板岩,产状N30°W/NE∠35°～55°,顺倾坡外。

图1 田三滑坡三维展示图

Fig.1 Three-dimensional display map of Tiansan landslide

图2 滑坡物质分层剖面图

Fig.2 Landslide material stratification

2 古滑坡发育条件及形成过程分析

田三滑坡及周边位于分区性大断裂-前波断裂下盘,属单斜构造区。坡体形成之初为一后缘高程约2 600 m的单面山,坡度与基岩面倾角相当;基岩为三叠系杂谷脑组薄层大理岩与板岩互层,为软硬相间地层,一般情况下边坡稳定性较好。但伴随地壳抬升,岩体中构造应力的释放,在浅表层发生卸荷回弹变形(目前边坡深部仍可见卸荷裂缝),研究表明特别是沿软硬层面交界部位产生的差异卸荷回弹变形比较明显,导致层间接触带上的剪切应力集中,剪应变增大,且岩体中存在垂直层面,陡倾坡内的结构面见图3,有利于降雨入渗和风化作用的进行。随着内外营力的长期作用,上覆岩体的重力作用下逐渐向河谷方向产生剪切蠕动,并导致中倾坡外的板理面上的剪应力增大,当应力超过岩体强度时,就产生拉裂,拉裂缝逐渐由上向下扩展,最后与滑移面贯通,从而形成了田三滑坡,据滑体土ESR测年资料,滑坡形成于距今19～24万年。

图3 基岩边坡结构面赤平投影图

Fig.3 Mianchi flat projection of slope structure

3 滑坡复活迹象及其控制范围

根据地表调查及测绘资料,滑坡多处发育变形迹象,主要表现为3种形式:① 拉裂缝;② 滑坡体树木的倾斜;③ 滑坡体内局部垮塌。

裂缝主要分布在田三滑坡中下部(高程2 260 m以下),均平行于坡面走向,表1为田三滑坡体裂缝统计一览表。滑坡体内局部垮塌主要分布在非季节性冲沟两侧及滑坡体内局部地形地貌起伏较大处,受地形地貌和降雨等因素的控制。

表1 滑坡体裂缝统计一览

Table 1 List of landslide cracks statistics

编号裂缝高程/m裂缝长度/m裂缝宽度/cm裂缝可见深度/cm

011 947102050

1 94673045

1 9471120～4040

1 9472520～7050

022 030～2 0508060～10020～90

032 080～2 1107810～3020～50

042 0952510～4030～60

052 085～2 110

282815～90-20～7030～100

062 090～2 110452050

072 090～2 110402050

082 140～2 1492 140～2 150

3030

-20～50

30～15010～100

092160～217018730～15020～200

102205～221527230～25020～320

复活区形成年代较新,据访问资料,最初开裂形成于1983年四川省普降暴雨期间,此后这些裂缝在雨季有进一步扩展,部分裂缝充填较为新鲜。现场调查发现裂缝断面具有长宽下窄形态,是典型的由降雨诱发的蠕滑-拉裂性滑坡。滑坡控制范围自高程2 260 m以下至雅砻江边,亦即滑坡的中下部,方量约1 505万m3。

4 滑坡综合分区及稳定性状况

田三滑坡以形成期次、地貌特征及物质组成特征为依据,可分为3个区:以高程2 400 m和2 260 m为界,2 400 m高程以上为A区,2 260 m高程以下为C区,B区居中,其中C区以滑坡体内变形破坏迹象(拉裂缝)明显为特征。各区主要特征见表2,田三滑坡分区图见图4。

综上所述,田三滑坡的横张裂缝发育较多,主要集中在高程2 260 m以下(即滑坡C区),最长可见200余米长的横张裂缝,同时据勘探资料,滑坡体内以碎石土为主,钙质胶结较好,未见呈滑体土可塑或软塑等次级滑动的性状,也就是说,这种长达273 m的宽大拉裂缝直接和底滑面连接,以深层蠕动的形式活动,表明老滑坡复活,是正在活动的滑坡,一系列裂缝表明老滑坡在冲沟的深切侧面临空下牵引式发展,复活变形在中下部,如果前缘滑去后,后缘会临空,存在牵引破坏的危险性。

表2滑坡各区划分依据

Table 2 Sub-division of landslide area

分区分布位置方量/万m3物质组成变形迹象

A区高程2 400～2 650 m1 104坡度较缓,坡面上有红褐色残坡积土,形成年代较老的地壳较稳定古夷平面时期无

B区高程2 260～2 400 m151滑体为灰黑色碎石土;滑带黏粒含量仅占4%～5%,粉粒占37%无

C区高程1 900～2 260 m1 505滑体为灰黑色碎石土;滑带黏粒含量占17%,粉粒含量占39%发育裂 缝;树木倾斜

1.滑坡主滑方向;2.等高线和高程;3.雅砻江流向;4.滑坡边界;5.滑坡分区界线; 6.非季节性冲沟;7.拉裂缝;8.指北针;9.滑坡分区编号;10.指北针;11.滑波堆积;12.崩坡积层;13.冲积物;14.冲洪积物;15.Pk2薄层大理岩与薄-中厚板岩

图4 滑坡分区平面图

Fig.4 Distribution of landslide plane

另外,定量计算表明,天然状况下,滑坡前部的C区处于基本稳定状态,其余各区稳定性系数均大于1.15,处于稳定状态,见表3;暴雨工况下,滑坡前部的C区处于极限平衡状态,其余各区处于稳定状态;地震对滑坡稳定性影响最大,滑坡稳定性系数降低0.22左右,C区稳定性系数最低,但仍大于1.0,安全储备较低;当滑坡前部的C区失稳后,其后的B区稳定性更低,存在渐进破坏的危险性。

因此,根据以上地质分析和定量计算,建议该滑坡不宜置于水库中,应尽可能在不恶化其赋存条件的基础上采取排水和支挡措施进行防护,措施得当,可保证拟建工程的安全。

5 结论

通过以上分析,可得出以下初步结论。

① 滑坡具多期次、复合型特征,即共经历了多期滑动破坏才塑造成目前的堆积形态,其中后部形成于地壳较为稳定的古夷平时期,形成机理为软硬相间的地层在重力作用下发生滑移—拉裂破坏,目前复活部位是滑坡前部的蠕滑-拉裂型破坏。

表3 田三滑坡稳定性计算成果汇总

Table 3 Tiansan landslide stability calculation result

计算区域计算工况稳定性系数

AB区

天然1.37暴雨1.30

地震1.15

A区

天然2.09暴雨2.00

地震1.72

C区

天然1.14暴雨1.02

地震1.03

② 滑坡现有变形集中在滑体前部,迹象以宽大张拉裂缝为主,其控制范围主要是高程2 260 m以下滑体,方量1 505万m3。

③ 根据滑坡地貌形态、物质组成、形成期次和变形特征,可将滑坡分为A、B、C3个亚区,其中C区安全储备较低,建议采取一定的工程措施。

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